畢業(yè)設(shè)計論文轉(zhuǎn)向蝸桿箱鉆孔組合機床設(shè)計

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1、轉(zhuǎn)向蝸桿箱鉆孔組合機床設(shè)計 摘 要 組合機床是根據(jù)工件的加工需要，以大量通用部件為基礎(chǔ)，配以少量的專用部件組成的一種高效專用部件，同時組合機床自動線是一種專用高效自動化技術(shù)裝備，目前，由于它仍是大批量機械產(chǎn)品實現(xiàn)高效、 高質(zhì)量和經(jīng)濟性生產(chǎn)的關(guān)鍵裝備，因而被廣泛應(yīng)用于汽車、內(nèi)燃機和壓縮機等許多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。本次設(shè)計的是一臺轉(zhuǎn)向蝸桿箱端面鉆孔組合機床，主要完成組合機床的總體設(shè)計和主軸箱的設(shè)計。根據(jù)轉(zhuǎn)向蝸桿箱的結(jié)構(gòu)特點、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度及生產(chǎn)率等要求，確定該機床為立式組合機床；為確保加工精度，采用一面兩銷的定位方式；為實現(xiàn)無級調(diào)速，安全可靠，選擇液壓滑臺；根據(jù)零件的大小及被加

2、工孔的位置確定主軸箱的輪廓尺寸；由加工工藝選擇深溝球軸承，推力球軸承主軸和圓錐滾子軸承，通過計算確定主軸和傳動軸的直徑；齒輪的模數(shù)通常采用計算和類比的方法取得，齒輪齒數(shù)和中間傳動軸大的位置是由計算、作圖和多次試湊相合；計算主軸，傳動軸的坐標(biāo)并進行中心距的驗算確定部分軸上采用變位齒輪；軸上的齒輪套、鍵等零件按軸號選擇相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)件。 關(guān)鍵字：組合機床，主軸箱，主軸，傳動軸，齒輪 1 緒論 1.1本課題研究目的 通過加工轉(zhuǎn)向蝸桿箱底面鉆孔組合機床的設(shè)計，了解組合機床設(shè)計的過程和加工工藝的制定方法，切削用量的選擇、刀具的選擇、組合機床標(biāo)準(zhǔn)件的正確選擇、以及主軸箱的設(shè)計過程。轉(zhuǎn)向蝸桿箱鉆孔組合機

3、床是以通用部件作為基礎(chǔ)，配以按工件特定形狀和加工工藝設(shè)計的專用夾具，組成的半自動或自動專用機床。組合機床多采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的方式，生產(chǎn)效率比通用通用機床高幾十倍，因而對鉆孔組合機床的設(shè)計對制造業(yè)生產(chǎn)水平的提高起著舉足輕重的作用和地位，同時通過對轉(zhuǎn)向蝸桿箱鉆孔組合機床設(shè)計也可以使得我們機械專業(yè)的學(xué)生對組合機床有了深刻的認(rèn)識了解，畢業(yè)設(shè)計過程可以讓我們把大學(xué)四年的專業(yè)知識融會貫通，學(xué)以致用，并且可以通過畢業(yè)設(shè)計使我們能夠?qū)⑺鶎W(xué)的專業(yè)課知識與社會實踐緊密相結(jié)合達到理論充分聯(lián)系實踐的效果。讓我們得到一個很好的實際鍛煉機會。 1.2本課題的研究意義 我國是發(fā)展中國家，發(fā)展

4、低成本自動化技術(shù)，潛力大，前景廣，投資省，見效快，提高自動化程度，可以收到事半功倍的經(jīng)濟效果，適合我國現(xiàn)階段的發(fā)展需要和國情。組合機床與通用機床和專用機床相比，有以下特點： （1）組合機床上的通用部件和標(biāo)準(zhǔn)零件約占全部機床零、部件總量的70%~80%，設(shè)計和制造周期短，經(jīng)濟效益高。 （2）生產(chǎn)效率高。是普通機床工作效率的十幾倍。 （3）組合機床加工零件對操作工人的技術(shù)水平要求不高，但是可以達到加工的精度比普通機床要高很多，可以實現(xiàn)很精密零件的加工。 （4）組合機床易于連成組合機床自動線，適合大規(guī)模和自動化生產(chǎn)。組合機床的以上特點適合我國國情，故得到廣泛應(yīng)用。而且伴隨著現(xiàn)代科技化的大力發(fā)

5、展，組合機床是時代的需求。 轉(zhuǎn)向蝸桿箱是汽車的重要零件，它的加工精度直接影響到汽車的轉(zhuǎn)向系的整體機能，且作為轉(zhuǎn)向蝸桿箱在汽車零部件行業(yè)中應(yīng)用十分廣泛，屬于大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品。所以，在考慮零件的加工工藝時，應(yīng)采用流水線的加工方式，盡量使加工工序集中，以縮短生產(chǎn)線的長度，減少設(shè)備的投入。綜合考慮以上因素，組合機床成為流水線布置的首選設(shè)備之一。因而通過這次對鉆孔組合機床的設(shè)計雖然是對轉(zhuǎn)向蝸桿箱鉆孔的特別需求，但是這樣一來既可以讓我對轉(zhuǎn)向蝸桿箱有個全方位的了解，更重要的是通過這個鉆孔組合機床的設(shè)計可以將各方面的機械知相結(jié)合，對我們本科生而言是一次很好鍛煉自己的好機會，有利于提高我們的專業(yè)素養(yǎng)，對我們今

6、后的就業(yè)有著很大的幫助，因而這次轉(zhuǎn)向蝸桿箱鉆孔組合機床的設(shè)計和主軸箱的設(shè)計對我們復(fù)習(xí)和鞏固專業(yè)知識甚至就業(yè)工作都起著很好的引導(dǎo)作用。 多軸箱是組合機床的重要組成部件，用于布置（按所要求的坐標(biāo)位置）機床工作主軸及其傳動零件和相應(yīng)的附加機構(gòu)。多軸箱的設(shè)計是組合機床設(shè)計過程中至關(guān)重要的一環(huán)，其多軸箱的內(nèi)部主要包含了鉆孔的動力傳動系統(tǒng)，因而其設(shè)計質(zhì)量的好壞，將直接影響到組合機床的設(shè)計質(zhì)量以及最終孔的加工精度，而且多軸箱的設(shè)計讓我們進一步對箱體內(nèi)部齒輪哦排布，軸的排布分配，傳動比的分配，以及箱體內(nèi)部各齒輪的傳動有了更深的了解。 2 工藝方案的擬定 工藝方案的擬定是組合機床設(shè)計的關(guān)鍵一步，因為

7、工藝方案在很大程度上決定了組合機床的結(jié)構(gòu)配置和使用性能。同時工藝方案的制定對零件加工精度有很大的影響，因而要對零件的功效，材料要有很全面的理解。 2.1 被加工零件的特點 本次加工的零件為轉(zhuǎn)向蝸桿箱，而主要的加工工序為鉆4xM10的螺紋孔，要求采用一次性加工完成，同時對加工的孔也有精度的要求。 加工部位為：底孔4xM10-2 加工的零件材料為：KTZ450—06 加工孔的位置準(zhǔn)確度度為：0.25 加工材料的硬度為：180HBS 2.2工藝路線的制定 粗基準(zhǔn)選擇的原則： 1）如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面之間的位置要求

8、 ，應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應(yīng)以其中與加工面的位置精度要求較高的表面作粗基準(zhǔn)。 2）如果必須首先保證工件某重要表面的余量均勻，應(yīng)選擇該表面作粗基準(zhǔn)。 3）選作粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)平整，沒有澆口、冒口或飛邊等缺陷，以便定位可靠。 4）粗基準(zhǔn)一般只能使用一次，特別是主要定位基準(zhǔn)，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。 精基準(zhǔn)的選擇的原則： 1）用工序基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，實現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”，以免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。 2）當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以較方便的加工其他各表面時，應(yīng)盡可能在多數(shù)工序中采用此組精基準(zhǔn)定位，實現(xiàn)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”，以減少工裝設(shè)計制造費用，提高生產(chǎn)率，避免基準(zhǔn)

9、轉(zhuǎn)換誤差。 3）當(dāng)精加工或光整加工工序要求余量盡量小而均勻時，應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)，即遵循“自為基準(zhǔn)”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。 4）為了獲得均勻的加工余量或較高的位置精度，可遵循互為基準(zhǔn)、反復(fù)加工的原則。 該工藝路線符合以上基準(zhǔn)選擇的原則，而且也選用了合適的表面加工方法，加工階段的劃分與工序的組織都很合理。機械加工工序順序的安排也符合了先基準(zhǔn)面，后其他面，先主要表面，后次要表面，先主要平面，后主要孔，先安排粗加工工序，后安排精加工工序的原則。 綜上，其工藝路線如下： 工序號 工序內(nèi)容 01 以Φ66端面和Φ92端面互為基準(zhǔn)

10、面粗銑各自端面 02 以Φ65端面和Φ134端面互為基準(zhǔn)面粗銑各自端面 03 以Φ134端為定位基準(zhǔn)粗鏜Φ44孔和Φ72孔 04 半精鏜Φ44孔和Φ72孔 05 以Φ92端面為定位基準(zhǔn)面粗鏜Φ41孔，Φ54孔, Φ110孔 06 利用立式車床倒Φ66，Φ72, Φ41, Φ54, Φ110孔的倒角 07 精鏜Φ41孔，Φ54孔 08 以Φ134端面為精基準(zhǔn)精銑Φ92端面 09 以Φ134端面為定位基準(zhǔn)鉆Φ26的通孔 10 以Φ134面為基準(zhǔn)面，在Φ92端面上指定位置鉆4—M10的孔并攻絲 11 以端面Φ92面為基準(zhǔn)，在Φ134端面上指定位置鉆5-M10的

11、孔并攻絲 12 鉆上端圓柱面凸臺Φ28端面處的孔并攻絲 3.三圖一卡的擬定 3.1被加工零件工序圖 被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示一臺組合機床或自動線完成的工藝內(nèi)容、加工部位尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求、加工用定位基準(zhǔn)、夾緊部位及被加工零件的材料、硬度、重量和在本道工序加工前毛坯或半成品情況的圖紙。 轉(zhuǎn)向蝸桿箱底面鉆4xM10-2孔加工工序圖： 圖3-1 轉(zhuǎn)向蝸桿箱底端面鉆4xM10的工序圖 上圖中采用了直徑為135mm的大端面為定位基準(zhǔn)面，采用一面兩銷的方案進行定位，在該面上有一直徑為110的圓柱孔，

12、可以用一圓柱銷和該面進行配合工限制了工件的5個自由度，同時利用一銷邊銷早直徑為13的孔上進行定位限制一個自由度，最終整體限制了六個自由度，實現(xiàn)了工件的完全定位，所選擇的定位基準(zhǔn)面符合設(shè)計的要求。 3.2 加工示意圖 零件加工的工藝方案要通過加工示意圖反映出來。加工示意圖表示被加工零件在機床上的加工過程，刀具、輔具的布置情況以及工件、夾具、刀具等機床各部件間的相對位置關(guān)系，機床的工作行程及工作循環(huán)等。因此，加工示意圖是組合機床設(shè)計的主要圖紙之一，在總體設(shè)計中占據(jù)重要地位。它是刀具、輔具、夾具、主軸箱、液壓電器裝置設(shè)計及通用部件選擇的主要原始資料，也是整臺組合機床布局和性能的原始要求，同

13、時還是調(diào)整機床、刀具及試車的依據(jù)。同時加工示意圖應(yīng)該表達和標(biāo)注的內(nèi)容有； 機床的加工方法，切削用量，工作循環(huán)和工作行程；工件，刀具類型，數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸；接桿，浮動卡頭，導(dǎo)向套等等以及主軸之間的連接方式和配合尺寸。 3.2.1 刀具的選擇 由前面可知，選用的刀具是標(biāo)準(zhǔn)高速錐柄麻花鉆。而刀具的直徑則需要通過加工的螺紋孔的底孔孔徑來確定，本次工序需要孔的直徑為10的螺紋孔，而本次工序只需要鉆孔，因而查表可知道選擇的刀具直徑為8.6mm,刀具總長度為184，莫斯錐度為一號，孔加工刀具的直徑應(yīng)與加工部位尺寸、精度相適應(yīng)，其長度應(yīng)保證加工終了時刀具螺旋槽尾端離導(dǎo)向套外斷面30~50mm，以利排屑和刀

14、具磨損后有一定的向前調(diào)整量。 3.2.2 導(dǎo)向套的選擇 導(dǎo)向裝置的作用是：保證刀具相對于工件的正確位置，保證各刀具相互間的正確位置，提高刀具系統(tǒng)的支撐剛度，從而保證加工孔的位置精度，達到設(shè)計的最終要求。 1,選擇導(dǎo)向類型、形式和結(jié)構(gòu) 導(dǎo)向裝置有兩大類，即固定式導(dǎo)向和旋轉(zhuǎn)式導(dǎo)向，在加工孔徑不大于40毫米或摩擦表面的線速度小于20m/min的時候，一般選用固定式刀具，而加工的孔徑較大或者線速度大于20m/min,一般采用旋轉(zhuǎn)式導(dǎo)向裝置，于是按照上式方法通常根據(jù)刀具導(dǎo)向部分直徑d和刀具轉(zhuǎn)速n折算出導(dǎo)向的線速度v 其中n=590r/min

15、 再結(jié)合加工部位尺寸精度、精度、工藝方法及刀具的具體工作條件來選擇導(dǎo)向類型、形式和結(jié)構(gòu) 利用上公式可知v=15.4m/min 由于v=15.4m/min<20m/min，應(yīng)此選擇固定式導(dǎo)向。 2,定導(dǎo)向數(shù)量、選擇導(dǎo)向參數(shù) 導(dǎo)向數(shù)量應(yīng)根據(jù)工件形狀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、刀具剛度、加工精度及具體加工情況決定。通過鉆、擴 鉸單壁小孔或用懸伸量不大的鏜、擴、鉸深度不大的大孔時，選取單個導(dǎo)向加工。導(dǎo)向的具體參數(shù)包括：導(dǎo)套的直徑及公差配合、導(dǎo)套長度、導(dǎo)套離工件端面的距離等。查《機械制造裝備設(shè)計》表4-8可知： 導(dǎo)向長度 導(dǎo)向至工件端面的距離L為2

16、0~50mm 通過查固定式導(dǎo)向裝置的部分標(biāo)準(zhǔn)尺寸可知道： 根據(jù)加工的孔徑來選擇導(dǎo)向套的相關(guān)尺寸: L1=10+L=10+28=38mm D=15，D1=22，D2=26 而其它具體尺寸可以參考《機械制造裝備設(shè)計》表4-7. 而鉆孔時的d配合為G7，D的配合為H7/g6，D1的配合為H7/k6。 3.2.3 確定主軸類型、尺寸、外伸長度 主軸類型主要依據(jù)工藝方法和刀桿與主軸的連接結(jié)構(gòu)進行確定。主軸軸頸及軸端尺寸主要取決于進給抗力和主軸——刀具系統(tǒng)機構(gòu)。與刀桿有浮動連接或剛性連接，如主軸則有短懸伸鏜孔主軸和長懸伸鉆孔主軸。主軸軸頸尺寸規(guī)格應(yīng)根據(jù)選定的切削用量計算出切

17、削轉(zhuǎn)矩M，初定主軸直徑d，并考慮便于生產(chǎn)管理，適當(dāng)簡化規(guī)格。 （3-4） 式中——軸的直徑（mm）； d=8.6mm ——軸的切削轉(zhuǎn)矩（）；M=2948.38N*mm ——系數(shù)。=7.3 帶入數(shù)據(jù)計算可以得知： =17.01mm 綜合考慮加工精度和具體工作條件，按表選定主軸外伸長度、外徑和內(nèi)徑及配套的刀具可調(diào)接桿莫氏錐度或攻螺紋靠模規(guī)格代號等。 d（h6） d1（h6） d2 d3 L

18、 l1 l2 l3 螺母厚度 錐度 基準(zhǔn)直徑 20 Tr202 莫氏1號 12.061 17 113 46 40 75 12 表3-1 可調(diào)接桿尺寸 綜合以上數(shù)據(jù)查《機械制造裝備設(shè)計》表34-12可知： 選擇主軸直徑為，外伸長度為，接桿為莫氏錐柄接桿1-250T0635-01 對選取的主軸進行強度校核： 校核公式為： ----許用剪切應(yīng)力（Pa） 此為45號鋼編制，=31Mpa

19、 W---軸的抗彎扭截面模數(shù)。實心軸的W= T----軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩（N.m） 則，帶入上式公式進行軸的校核可以知道： 因而所選擇的軸符合選取的要求。 3.2.4 確定動力部件行程 動力部件的工作循環(huán)是指加工時，動力部件從原始位置開始運動到加工終了位置，又返回到原位的動作過程。一般包括快速引進、工作進給和快速退回等動作。有時還有中間停止、多次往復(fù)進給、跳躍進給、死擋鐵停留等特殊要求。 工作進給長度L應(yīng)等于加工部位長度L2（多軸加工時按最長孔計算）與刀具切入長度L1和切出長度L3之

20、和。切入長度L1一般為5-10mm，根據(jù)工件端面的誤差情況確定。切出長度在采用一般刀具時可按公式 確定 因而本次加工時取L1=10mm L3=10mm L2=25mm則工作進給長度為 當(dāng)然這個長度可以根據(jù)具體的加工距離進行更改，本工序的工進最終選擇為55mm. 快速退回長度等于快速引進與工作進給長度之和?？焖偻嘶亻L度等于快速引進與工作進給長度之和。快速引進是指動力部件把主軸箱連同刀具從原始位置送到工進開始位置，其長度按加工具體情況確定。一般在固定式夾具鉆孔或擴孔的機床上，動力部件快速退回的行程，只要把所有刀具都退至導(dǎo)套內(nèi)，不影響工件的裝卸就行了。但對于夾具需要回轉(zhuǎn)或移動的機

21、床，動力部件快速退回行程必須把刀具、托架?；顒鱼@模板及定位銷都退回到夾具運動可能碰到的范圍之外。 本次加工的快進長度取L4=180mm 快退長度則取L5=235mm 本次加工的加工示意圖如下： 圖3-2 加工示意圖 3.3 機床聯(lián)系尺寸圖 機床聯(lián)系尺寸總圖是用來表示機床的配置形式，機床各部件之間相對位置關(guān)系和運動關(guān)系的總體布局圖，同時它是進行多軸箱和所用電機的主要參數(shù)，工件與各部件之間的主要聯(lián)系尺寸等等，而機床聯(lián)系尺寸圖是以以被加工零件工序圖和加工示意圖為依據(jù)，并按初步選定的主要通用部件以及確定的專用部件的總體結(jié)構(gòu)而繪制的。用以檢驗各部件相對位置及尺寸聯(lián)系能否

22、滿足加工要求和通用部件選擇是否合理；它為多軸箱、夾具等專用部件設(shè)計提供重要依據(jù)；它可以看成是機床總體外觀簡圖。由其輪廓尺寸、占地面積、操作方式等可以檢驗是否適應(yīng)用戶現(xiàn)場使用環(huán)境。 3.3.1 選擇動力部件 組合機床的動力部件是配置組合機床的基礎(chǔ)。它主要包括用以實現(xiàn)刀具主軸旋轉(zhuǎn)主運動的動力箱、各種工藝切削用頭及實現(xiàn)進給運動的動力滑臺。 滑臺的選用 通常，根據(jù)滑臺的驅(qū)動形式，所需要的進給力，進給速度，最大行程長度和加工精度等相關(guān)因素來選擇合適的滑臺。 驅(qū)動方式的確定 采用液壓驅(qū)動還是選用機械驅(qū)動的滑臺，可以參照通用部件介紹時對液壓滑臺和機械滑臺的性能特點比較，并結(jié)合具體的加工要求，

23、使用條件等來確定，本次選用的滑臺為液壓滑臺，根據(jù)要求，通過聯(lián)系前面的加工示意圖可知道刀具的工作總行程為235mm,工進為55mm,快進為180mm,綜合比較查詢組合機床簡明手冊相關(guān)數(shù)據(jù)做全面的分析。 確定軸向進給力 滑臺所需要的進給力可按下式計算： =1105.37x4=4421.48N 式中--表示各主軸加工時產(chǎn)生的軸向力。 由于滑臺工作時，除了克服各主軸的軸向力外還要克服滑臺移動時所產(chǎn)生的摩擦力，因而所選滑臺的最大進給力應(yīng)大于。 2,進給速度 各種規(guī)格的動力滑臺都有規(guī)定的快速行程速度及最小進給量的限制。所選擇的快速行程速度應(yīng)小于動力滑臺規(guī)定的快速行程速度及最小進給量限制。所選

24、擇的快速行程速度應(yīng)小于動力滑臺規(guī)定的快速行程速度。所選切削用量的每分鐘工作進給速度應(yīng)大于動力滑臺額定的最小進給量。 3,切削功率 根據(jù)各刀具主軸的切削用量，計算出總切削功率，在考慮傳動效率或空載功率損耗及載荷附加功率損耗，作為選擇組合機床主傳動用動力箱型號規(guī)格的依據(jù)。每種型號的動力箱可配有兩種規(guī)格的電動機，這兩種電機除功率大小不同外，轉(zhuǎn)速也不同。因此動力箱輸出軸轉(zhuǎn)速也有高低兩種，應(yīng)根據(jù)主軸箱傳動系統(tǒng)設(shè)計要求，并要求主軸箱傳動鏈短來選用。動力箱規(guī)格要與滑臺匹配，其驅(qū)動功率主要依據(jù)多軸箱所需傳遞的切削功率來選用。在不需要精確計算多軸箱功率或多軸箱尚未設(shè)計出來之前，可按下列簡化公式進行估算：

25、 （3-6） 式中——消耗于各主軸的切削功率的總和，單位為kW； ——多軸箱的傳動效率，加工黑色金屬時取，加工有色金屬時取，主軸數(shù)多、傳動復(fù)雜時取小值，反之取大值 而本次多軸箱所需要的電動機功率為： 4）行程的確定 選用動力滑臺時，必須考慮其允許的最大行程。設(shè)計時，所確定的動力部件總行程應(yīng)小于動力滑臺的最大行程。根據(jù)本次設(shè)計的立式組合機床的設(shè)計要求，既要保證能夠完成加工工序的具體內(nèi)容，同時也要保證便于刀具的安裝和拆卸，通過估算可以得知設(shè)計中所需的前備量是115mm，后備量是50mm。 5）精度的選擇 “1字頭”系列滑

26、臺分為普通，精密，高精度三種精度等級，根據(jù)加工精度的要求選擇不同精度等級的滑臺。 通過以上面五點的闡述和相關(guān)計算并查閱機床設(shè)計手冊最終確定滑臺型號為: 1HY32—I型液壓滑臺。 液壓滑臺選用1HY32-ⅠA，其參數(shù)：臺面寬，臺面長，行程長，滑臺及滑臺底座高，滑座長，允許最大進給力，快速行程速度為，工進速度。 動力箱的選用 動力箱主要依據(jù)多軸箱所需的電機功率來選用。多軸箱所需的電機功率為： 可根據(jù)軸的直徑及轉(zhuǎn)速查閱《機械制造裝備設(shè)計》表4-9； 一般取所傳遞功率的1%。 多軸箱傳動系統(tǒng)設(shè)計之前，無法確定，則可由下式估算：

27、 式中η——多軸箱傳動效率，加工黑色金屬時η=0.8 ~ 0.9。 代入數(shù)據(jù)計算得： =0.18 / 0.8 =0.225KW 每種型號的動力箱可配有兩種規(guī)格的電動機，這兩種電機除功率大小不同外，轉(zhuǎn)速也不同。因此動力箱輸出軸轉(zhuǎn)速也有高低兩種，應(yīng)根據(jù)主軸箱傳動系統(tǒng)設(shè)計要求，并要求主軸箱傳動鏈短來選用。 為使加工過程中動力部件有良好的穩(wěn)定性，不同規(guī)格的動力滑臺與何種規(guī)格的動力箱配套使用，其上能安裝多大輪廓尺寸的主軸箱是有一定限制的。為使加工過程中動力部件有良好的穩(wěn)定性，不同規(guī)格的動力滑臺與何種規(guī)格

28、的動力箱配套使用，其上能安裝多大輪廓尺寸的主軸箱是有一定限制的。設(shè)計時可查組合機床通用部件相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的推薦值。 綜上，本次設(shè)計選用的動力部件如下： 動力箱選用1TD25-ⅠA,電動機為Y100-6，電動機功率P=1.5KW千瓦，電機轉(zhuǎn)速n=940r/min，輸出軸轉(zhuǎn)速n=520r/min動力箱與動力滑臺結(jié)合面尺寸：長400mm，寬320mm. 在確定好滑臺和動力箱體之后可以查閱機床簡明手冊1HY系列液壓滑臺立式配置時聯(lián)系尺寸表，通過查《組合機床設(shè)計簡明手冊》表5-4可知道立柱型號為1CL32，立柱側(cè)底座為1CD321.當(dāng)然這些型號可以得知該部件的相關(guān)數(shù)據(jù)。 3.3.2 確定機床裝料高度

29、 裝料高度是指機床上工件的定位基準(zhǔn)面到地面的垂直距離。我國過去設(shè)計組合機床一般取裝料高度。為提高通用部件及支撐部件的剛度并考慮自動線設(shè)計時中間底座內(nèi)要安裝夾具輸送、冷卻排屑裝置，新頒布的組合機床標(biāo)準(zhǔn)推薦裝料高度900mm。在現(xiàn)階段，設(shè)計組合機床時，裝料高度可視具體情況在之間選取。 根據(jù)上面數(shù)據(jù)可知道，本次加工的裝料高度為H=860mm。 綜上所述，最后選擇各部件后設(shè)計出了機床聯(lián)系尺寸圖；圖如下所示： 圖4-3 機床聯(lián)系尺寸圖 4 主軸箱的設(shè)計 多軸箱是組合機床的重要專用部件，根據(jù)

30、加工示意圖所確定的工件加工孔數(shù)和配置，切削用量和主軸類型而設(shè)計，由通用零部件組成，能將動力箱的動力傳遞給主軸，使之按要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向旋轉(zhuǎn)，提供切削動力，多軸箱與動力箱一起安裝在進給滑臺上，可以完成鉆，擴，絞，鏜等工序。 4.1 繪制主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖 在編制此圖時從“三圖一卡”中已知： 1）主軸箱輪廓尺寸400400毫米。 2）工件輪廓尺寸及各孔位置尺寸。 3）工件與主軸箱相對位置尺寸。 根據(jù)這些數(shù)據(jù)可編制出主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖: 圖 4-1主軸箱原始依據(jù)圖 附表： （1）被加工零件 名稱：轉(zhuǎn)向蝸桿箱 材料：KTZ450-06 硬度

31、：180HBS （2）動力部件 ITD25-ⅠA型動力箱，電動機為Y100L-6型，功率P=1.5KW轉(zhuǎn)速n=520r/min,輸入轉(zhuǎn)速520r/min，動力箱輸出軸距箱底面的距離為124.5mm，其它尺寸可查動力箱裝備圖。 （3）主軸箱外伸尺寸及切削用量 軸號 工序內(nèi)容 主軸外伸尺寸） 切削用量 D/d L n(r/min) v(mm/min) f(mm/r) 1-4 鉆4xM10 32/20 115 590 16 0.15 88 4.2 主軸結(jié)構(gòu)型式選擇及動力計算 4.2.1 主軸結(jié)構(gòu)型式選擇 鉆削類主軸采用兩端軸向定位方式，按

32、支承形式可分為圓錐滾子主軸、，球軸承主軸、滾珠軸承主軸三種。圓錐滾子軸承主軸，前后支承均為圓錐滾子軸承，可以承受較大的徑向力和軸向力，軸承數(shù)量少，結(jié)構(gòu)簡單、裝配調(diào)整方便。滾珠軸承主軸，前支承為向心球軸承和推力軸承，后支承為向心球軸承或圓錐滾子軸承，前支承的推力球軸承設(shè)置在深溝球軸承的前邊，承受的軸向力大。滾針軸承主軸，前后支承均為無內(nèi)圈滾針軸承和推力球軸承，徑向尺寸小。根據(jù)本工序主軸的受力及尺寸要求，選用單向推力球軸承和深溝球軸承主軸而傳動軸選用圓錐滾子軸承為主。 4.2.2 主軸直徑和齒輪模數(shù)的確定 初選模數(shù)可由下式估算，在通過類比確定： 式中： P——齒輪傳遞功率（KW），可

33、取P=1.5kw Z—一對齒輪中小齒輪的齒數(shù)，取Z=19； n——小齒輪的轉(zhuǎn)數(shù)（r/min），其中n=520r/min 代入上式計算可知： m>1.5 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，0軸傳動采用模數(shù)為m=3而其他的傳動模數(shù)采用m=2; 4.3 傳動系統(tǒng)設(shè)計與計算 4.3.1擬定傳動路線 把主軸1-4作為一組同心圓，在其圓心上布置中心傳動軸。把主軸1-4作為一組同心圓，在其圓心上布置中心傳動軸5。油泵軸由埋頭傳動軸7驅(qū)動，手柄軸由傳動軸5驅(qū)動。最后將傳動軸5與驅(qū)動軸連接起來，形成多軸想的傳動系統(tǒng)圖如下: 4.3.2確定驅(qū)動軸、主軸位置 驅(qū)動軸的高度由動力箱聯(lián)系

34、尺寸圖中查出：距離箱體底面為124.5mm。根據(jù)多軸箱原始依據(jù)圖算出驅(qū)動軸、主軸坐標(biāo)值，見表4-2. 坐標(biāo) 左削孔 驅(qū)動軸 主軸1 主軸2 主軸3 主軸4 x -175 0 -32.5 -32.5 32.5 32.5 y 0 94.5 163.5.5 228.5 228.5 163.5 表4-2 多軸箱主軸、驅(qū)動軸坐標(biāo)值 4.3.3確定傳動軸位置及齒輪齒數(shù) 1）確定傳動軸5,分別與主軸1、2、3,4間的齒輪副齒數(shù) 傳動軸5的位置為主軸1-4同心圓的圓心，由于主軸1-4是一個直徑92的圓上， 所以傳動軸5的坐標(biāo)為：

35、 X=0 Y=201 (由作圖和相關(guān)計算得出最終結(jié)果) 由上面數(shù)據(jù)可知，傳動軸5與主軸1-4之間的中心距都為46，而傳動軸與主軸1-4間的傳動比都是i=1傳動，而且其模數(shù)m=2，，根據(jù)其數(shù)據(jù)可的到其齒輪齒數(shù)均為z=23。傳動軸和各主軸轉(zhuǎn)速均為590r/min。 2）驅(qū)動軸與5軸齒輪間齒輪副齒數(shù) 驅(qū)動軸與傳動軸5的軸心距通過計算得： D=76.5mm 驅(qū)動軸與傳動軸之間的傳動比為： i=520/590=1/1.13 由于： D=m/2 *(z0+z5)=76.5mm 而且m=3 那么查表選擇標(biāo)準(zhǔn)

36、的齒數(shù)和知道： Z0=27 Z5=24 3）確定手柄軸上與傳動軸的相互嚙合的齒輪的齒數(shù)和相關(guān)的傳動參數(shù) 根據(jù)油泵軸轉(zhuǎn)速的需要，確定手柄與傳動軸之間的傳動比也為i=1，而且手柄軸與傳動軸5之間的中心距為72mm,傳動軸5驅(qū)動手柄軸的齒輪模數(shù)為m=3,而齒輪的安排在第四排區(qū)域布置安裝。那么手柄軸上與傳動軸5相互嚙合的齒輪齒數(shù)和模數(shù)也就得到了確定，m=3,z=24 其中手柄軸的位置坐標(biāo)為： X=-72mm Y= 201mm 通過他們之間的傳動可以知道手柄軸的轉(zhuǎn)速n=590r/min

37、 4）確定手柄軸與埋頭傳動軸之間齒輪的位置和相關(guān)的模數(shù)的選取 根據(jù)油泵軸安裝位置與埋頭傳動軸之間有比較合適的位置，以至于不會發(fā)生干涉現(xiàn)象的產(chǎn)生，于是查表確定埋頭傳動軸與手柄軸之間的中心距為d=60mm,讓彼此之間有合適的裝配空間，但是同時也要考慮到傳動比不能過大，而油泵軸的轉(zhuǎn)速大致為610r/min，因而采用先將手柄軸的速度降速到埋頭傳動軸上，然后再由埋頭傳動軸升速到油泵軸上，同時也要合理分配傳動比，使得結(jié)構(gòu)和傳動方案得到執(zhí)行。 而通過計算確定由手柄軸傳動到埋頭傳動軸之間采用降速處理，傳動比i=1/1.44,相互嚙合的兩個齒輪都采用模數(shù)m=2，通過計算處理后，手柄軸與埋頭傳動軸之間的中心距

38、確定為d=61mm,那么安裝在手柄軸上的傳動齒輪m=2,z=25,安排在第一排傳動。而埋頭傳動軸上的傳動齒輪m=2,z=36.那么埋頭傳動軸的轉(zhuǎn)速n=590/1.44=409r/min 埋頭傳動軸的位置坐標(biāo)通過作圖和計算可以得知： X=-93.235mm Y=258.412mm 5）確定油泵軸與手柄軸之間齒輪副齒數(shù)以及油泵軸的位置 油泵軸由埋頭傳動軸帶動，選取R12-1A液壓泵推薦轉(zhuǎn)速為550-800r/min,因而，傳動比為：而埋頭傳動軸的轉(zhuǎn)速n=409r/min,而油泵軸的轉(zhuǎn)速初步選擇為n=610r/min,并且油泵軸與埋頭傳動軸之

39、間的中心距為d=60mm,于是可以得知傳動比i=1.5, 就可以達到傳動的要求 那么可以得知 油泵軸的模數(shù)和齒數(shù)得知：m=2,z=24 同樣油泵軸的坐標(biāo)值也就得到準(zhǔn)確的確定： X=-50.7mm Y=300.7mm 6）驗算各主軸的轉(zhuǎn)速，使個主軸轉(zhuǎn)速的相對轉(zhuǎn)速損失在以內(nèi)。 N1=n2=n3=n4=520x27/24=585r/min 其相對損失為：a=(590-585)/590=0.0084 因而符合主軸轉(zhuǎn)速的要求。 4.4繪制多軸箱總圖 傳動系統(tǒng)圖是表示傳動關(guān)系的是以圖，即用已確定的傳動件

40、將驅(qū)動軸和各主軸連接起來，繪制在多軸箱輪廓內(nèi)的傳動示意圖。組合機床主軸數(shù)量多，為使傳動系統(tǒng)圖傳動路線清晰可辨，必須標(biāo)出傳動齒輪在多軸箱體內(nèi)的軸向位置。一般情況下，多軸箱箱體內(nèi)腔可排放兩排32mm寬或24mm寬的齒輪。本工序選用24mm寬的齒輪。傳動軸5與驅(qū)動軸嚙合，液壓泵與埋頭傳動軸嚙合，驅(qū)動軸與傳動軸5相互嚙合的齒輪安排在第四排；手柄軸與傳動軸齒輪的嚙合排在第四排；手柄軸與埋頭傳動軸齒輪嚙合排在第一排；埋頭傳動軸與油泵軸齒輪嚙合放在第一排，傳動軸5 與主軸1,2齒輪嚙合放在三排。而傳動軸5與主軸3，4齒輪嚙合放在第二排，根據(jù)圖4-3所示，同排的非嚙合齒輪之間沒有干涉，軸與齒輪間也沒有任何干涉

41、現(xiàn)象產(chǎn)生，所有齒輪與相鄰的主軸套也不相碰。完全符合設(shè)計的相關(guān)要求。 圖4-3多軸箱總圖 參考文獻 [1] 曾正明主編. 機械工程材料手冊金屬手冊（第六版）. 機械工業(yè)出版社，2003 [2] 孟少農(nóng)主編. 機械加工工藝手冊第三卷. 機械工業(yè)出版社，1992 [3] 沈陽工業(yè)大學(xué) 大連鐵道學(xué)院 吉林工學(xué)院編. 組合機床設(shè)計. 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1985 [4] 孟少農(nóng)主編. 機械加工工藝手冊第二卷. 機械工業(yè)出版社，1991 [5] 李慶余 張佳主編. 機械制造裝備設(shè)計. 機械工業(yè)出版社，2003 [6] 徐鴻本主編. 機床夾具設(shè)計手冊. 遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2004 [7] 謝家瀛主編. 組合機床設(shè)計簡明手冊. 機械工業(yè)出版社，1992